丙烯腈接枝聚酰胺抗静电纤维的研究
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静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维及其炭化研究的开题报告1.研究背景纳米纤维是一种直径在纳米级别的连续纤维,具有高比表面积、高孔隙率、可调制的直径和表面化学性质等优点。
纳米纤维可以被广泛应用于领域如高效过滤、传感器、电池电容器、生物医学等领域。
静电纺纺丝技术是一种制备纳米纤维的常用方法,其通过施加高电场将溶液内的聚合物分子拉伸成纳米级别的纤维。
聚丙烯腈 (PAN) 是一种常用的静电纺纺丝聚合物。
由于其独特的化学结构与性质,可以利用热解炭化工艺将其转化为高性能材料,如活性炭和碳纤维。
因此,在本研究中,我们旨在通过静电纺纺丝技术制备PAN纳米纤维并进一步研究其热解炭化过程,探究其结构与性能的变化规律,从而为其在能源、环境和生物医学等领域的应用提供基础研究。
2.研究内容本研究将主要包含以下内容:(1)制备PAN纳米纤维:选取适当的PAN溶剂、浓度、静电纺纺丝工艺参数以制备PAN纳米纤维。
使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段表征纤维的形貌和直径。
(2)热解炭化研究:利用TGA/DSC和FT-IR等技术研究PAN纳米纤维在空气条件下的热重性能和热解炭化过程。
通过Raman光谱、X射线衍射(XRD)和高分辨转移电子显微镜(HRTEM)等手段研究炭化后纳米纤维的结构、晶态和形貌等方面的变化。
(3)应用研究:根据炭化后纳米纤维的结构与性能,在领域如气体吸附、生物医学等应用中探究潜在的应用前景。
3.研究意义本研究旨在通过制备纳米级别的PAN纤维和进一步研究其热解炭化过程,探究其结构与性能的变化规律以及潜在应用前景。
本研究成果不仅对于了解PAN纤维的性质和炭化过程有重要的理论意义,同时也为PAN纤维在能源、环境、生物医学等领域的应用提供了基础研究框架。
静电纺丝法制聚丙烯腈基碳纤维【⽂献综述】毕业设计⽂献综述纺织⼯程静电纺丝法制聚丙烯腈基碳纤维⼀、前⾔部分聚丙烯睛(PAN)碳纤维在航空航天、武器装备,以及⾼科技产业中都具有重要的地位,但是制备碳纤维时,要维持⾼强度,⼀般会降低其模量;只有纳⽶碳纤维不仅具有超⾼强度,还同时具有超⾼模量,从理论上来讲纳⽶碳纤维的综合性能最好[1]。
因此,纳⽶碳纤维的制备和应⽤是现代纳⽶材料领域研究的⼀个热点。
制备纳⽶碳纤维的⽅法主要有两种[2]:⼀是化学⽓相沉积法,这种⽅法⽣产成本⾼,产品纯度低;⼆是静电纺丝法,由静电纺丝可以制备连续碳纤维长丝,⽽且直径均匀性和化学纯度要好得多。
制备纳⽶碳纤维的整个⼯艺过程中不使⽤含有⾦属离⼦的化合物,避免了提纯要求,降低了制造成本,扩⼤了应⽤范围。
1.1 聚丙烯腈聚丙烯腈是由单体丙烯腈经⾃由基聚合反应⽽得到。
⼤分⼦链中的丙烯腈单元是头-尾⽅式相连的,主要⽤于制聚丙烯腈纤维。
聚丙烯腈纤维的优点是耐候性和耐⽇晒性好,在室外放置18个⽉后还能保持原有强度的77%。
它还耐化学试剂,特别是⽆机酸、漂⽩粉、过氧化氢及⼀般有机试剂。
1.2 碳纤维碳纤维(carbon fiber 简称CF),是⼀种含碳量在95%以上的新型纤维材料。
⼀般是由有机纤维经热处理⽽得到。
碳纤维具有强度⼤,模量⾼,密度⼩,线膨胀系数⼩等诸多优点,被称为新材料之王[3]。
1.3 纳⽶纤维⼀般是指纤维的直径是在纳⽶级。
有些⼈把直径⼩于111nm的纤维称为纳⽶纤维,⽽有些⼈则定义直径⼩于0.3tlm的纤维称为纳⽶纤维,也有⽂献将纳⽶纤维定义为直径为纳⽶级,长度超过lum的物质。
纳⽶纤维主要包括两个概念:⼀是严格意义上的纳⽶纤维,是指纤维直径⼩于100nm的超细纤维。
另⼀概念是将纳⽶粒⼦填充到纤维中,对纤维进⾏改性。
1.4 ⾼压静电纺丝⾼压静电纺丝[4](简称“电纺”)是⼀种利⽤⾼压静电为驱动⼒产⽣纳⽶纤维的⽅法,可制得直径为300nm左右的纳⽶纤维。
专利名称:利用聚丙烯静电纤维和丙烯腈纤维生产针刺静电网的工艺及其应用
专利类型:发明专利
发明人:冷纯廷,邢天宝
申请号:CN201810227473.3
申请日:20180320
公开号:CN108468156A
公开日:
20180831
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:利用聚丙烯静电纤维和丙烯腈纤维生产针刺静电网的工艺及其应用,属于新材料加工技术领域,在车间相对湿度达到80%~100%的条件下,预先在纤维原料上施加抗静电剂,将施加有抗静电剂的纤维原料按预设比例依次进行混合、粗开松、精开松、定量给棉、梳理、铺网、三道针刺工序固结成型、轧光、卷切、检验,得到针刺静电网成品,经本发明的生产工艺得到的针刺静电网,静电荷分布均匀且稳定,半衰减期长,静电场强度高,静电荷库仑力大,对空气中粉尘吸附能力强,空气阻力小,过滤效率高,容尘量大,生产成本低,可以广泛应用于空气净化器、智能空调机和空净一体化设备,还能应用于汽车空调器和防护型口罩。
申请人:吉林省华纺静电材料科技有限公司
地址:136200 吉林省辽源市龙山开发区大寿镇
国籍:CN
代理机构:长春市吉利专利事务所
代理人:李晓莉
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聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维研究的开题报告1.研究背景聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维是一种高强度、高模量、高拉伸、高韧性的合成纤维。
其性能优异,在纺织、机械、海洋、航空、防护等领域得到了广泛应用。
其原料的丙烯腈市场需求大,与合成橡胶、塑料、合成纤维等行业相关,聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维产生的潜在市场广阔,具有良好的经济效益。
2.研究目的及意义针对聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维的应用需求,本研究旨在探究其制备工艺、性能变化规律及其影响因素,为提高该种纤维的生产效率、质量、性能以及加工性等方面提供一定的理论支撑和实验数据。
同时,本研究在成果应用方面,可为纺织业、制药、石油化学、塑料等相关领域提供前沿技术的支持,具有重要的实用价值和社会意义。
3.研究内容(1)聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维制备工艺研究,包括反应体系制备、聚合条件优化等;(2)聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维性能表征研究,需对其强度、模量、韧性等方面进行测试分析;(3)影响聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维性能的因素研究,包括单体比例、反应温度等因素的研究;(4)聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维在不同工艺条件下的加工性能研究。
4.研究方法与流程(1)聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维制备工艺研究: 在聚合实验中,根据设计的方案依次添加单体、引发剂、溶剂等活性组分;(2)聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维性能表征研究:测定聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维的力学性能,包括强度、模量、韧性等;(3)影响聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维性能的因素研究: 通过变化剂的单体比例、反应温度等条件,研究其对聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维性能的影响;(4)聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维在不同工艺条件下的加工性能研究: 对研发出的聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维进行不同加工工艺的试验,如纺丝、拉伸、热稳定等,研究其加工性能。
5.预期成果通过该研究,预计获得以下成果:(1)成功合成聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维,并确定其制备参数;(2)对聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维的力学性能进行测试分析;(3)探究影响聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维性能的因素,并为其加工提供理论支撑;(4)提高聚(甲基丙烯酸丁酯/丙烯腈)纤维的生产效率、质量、性能以及加工性等方面提供一定的理论支撑和实验数据。
丙烯腈—蚕蛹蛋白接枝纤维的研究刘 鹰1,李文刚2,刘小云2(11上海丝绸集团,上海200080;21东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海200051)摘要:通过蚕蛹蛋白与丙烯腈接枝共聚反应的试验,研究了温度、单体浓度、聚合时间、NaSC N 浓度对接枝共聚的影响,同时用扫描电子显微镜和红外光谱仪对丙烯腈—蚕蛹蛋白接枝纤维进行了分析。
关键词:蚕蛹蛋白;丙烯腈;接枝共聚;纤维中图分类号:TS10211 文献标识码:B 文章编号:1001-7003(2002)03-0026-02Study about the G rafted Fiber of Acrylic Nitrile 2Chrysalis ProteinLI U Y ing 1,LI Wen 2gang 2,LI U X iao 2yun 2(11Shanghai Silk G roups ,Shanghai 200080,China ;21the K ey National Laboratory of Fiber M odificationof D ong Hua University ,Shanghai 200051,China )Abstract :The effects of tem perature ,m onomer concentration ,reaction time and the concentration of NaSC N on the graft copolymerization between chrysalis protein and acrylic nitrile are studied about.Then the grafted fiber is analyzed with SE M scanning electronic microscope and in frared spectrometer.K ey words :chrysalis protein ;acrylic nitrile ;graft copolymerization ;fiber1 前言蚕蛹是缫丝厂的主要副产物。
聚酰胺纤维在高分子材料中的性能研究1. 背景聚酰胺纤维,又称尼龙纤维,是一种具有优异性能的高分子材料它是由酰胺单元通过酰胺键连接而成,具有良好的耐磨性、耐化学性、柔韧性和热稳定性聚酰胺纤维在高分子材料中的应用非常广泛,包括纺织、塑料、橡胶、涂料、粘合剂等领域本文将详细介绍聚酰胺纤维在高分子材料中的性能研究2. 聚酰胺纤维的结构与性能聚酰胺纤维的结构对其性能有着重要影响聚酰胺纤维的结构主要包括分子链结构、分子间作用力和结晶度等方面2.1 分子链结构聚酰胺纤维的分子链由酰胺单元组成,通过酰胺键连接酰胺键具有较强的化学稳定性,使得聚酰胺纤维具有良好的耐化学性此外,聚酰胺纤维的分子链上还含有大量的极性官能团,如酰胺羰基和酰胺羟基,这些官能团的存在使得聚酰胺纤维具有良好的溶解性和加工性2.2 分子间作用力聚酰胺纤维的分子间作用力主要包括范德华力和氢键作用力范德华力是分子之间的瞬时偶极相互作用,它使得聚酰胺纤维具有良好的柔韧性和耐磨性氢键作用力是分子之间的较强相互作用,它使得聚酰胺纤维具有良好的热稳定性和耐热性2.3 结晶度聚酰胺纤维的结晶度对其性能也有重要影响结晶度较高时,聚酰胺纤维具有良好的强度和模量,但韧性较差结晶度较低时,聚酰胺纤维具有良好的韧性和可塑性,但强度和模量较低因此,通过控制聚酰胺纤维的结晶度,可以调节其性能,以满足不同应用领域的需求3. 聚酰胺纤维在高分子材料中的应用聚酰胺纤维在高分子材料中的应用非常广泛,主要包括纺织、塑料、橡胶、涂料和粘合剂等领域3.1 纺织聚酰胺纤维在纺织领域中的应用非常广泛,可以制作各种织物、袜子、内衣、运动服等聚酰胺纤维具有良好的弹性和柔软性,以及较好的耐磨性和耐化学性,因此深受消费者喜爱3.2 塑料聚酰胺纤维在塑料领域中的应用也非常广泛,可以制作各种塑料制品,如管材、棒材、片材等聚酰胺纤维具有良好的热稳定性和耐化学性,以及较好的韧性和可塑性,因此被广泛应用于塑料制品的制造中3.3 橡胶聚酰胺纤维在橡胶领域中的应用也日益广泛,可以制作各种橡胶制品,如轮胎、胶管、密封圈等聚酰胺纤维具有良好的弹性和耐磨性,以及较好的耐化学性和热稳定性,因此被广泛应用于橡胶制品的制造中3.4 涂料聚酰胺纤维在涂料领域中的应用也较为广泛,可以用于制作各种涂料聚酰胺纤维具有良好的附着力和耐磨性,以及较好的耐化学性和热稳定性,因此被广泛应用于涂料的制造中3.5 粘合剂聚酰胺纤维在粘合剂领域中的应用也较为广泛,可以用于制作各种粘合剂聚酰胺纤维具有良好的粘合强度和耐化学性,以及较好的耐热性和耐久性,因此被广泛应用于粘合剂的制造中4. 结论聚酰胺纤维作为一种具有优异性能的高分子材料,在高分子材料中的应用非常广泛通过控制聚酰胺纤维的结构和结晶度,可以调节其性能,以满足不同应用领域的需求未来,随着科学技术的不断发展,聚酰胺纤维在高分子材料中的应用将会更加广泛,对高分子材料的发展起到重要的推动作用参考文献[1] 陈敏,张红霞. 聚酰胺纤维的性能及应用[J]. 化工进展, 2010,29(9): 146-152.[2] 李玉萍,张军. 聚酰胺纤维的研究进展[J]. 化工科技, 2015, 27(2): 1-7.[3] 王晶,张伟. 聚酰胺纤维的性能及在高分子材料中的应用[J]. 化工新材料, 2017, 36(4): 1-6.聚酰胺纤维在高分子材料中的应用与展望1. 背景聚酰胺纤维,通常称作尼龙纤维,由于其独特的分子结构和性质,已经成为高分子材料领域中不可或缺的一员它是由多个酰胺单元通过酰胺键结合而成,具有出色的耐磨性、耐化学性、柔韧性和热稳定性聚酰胺纤维广泛应用于各种高分子材料制品中,如纺织、塑料、橡胶、涂料和粘合剂等本文主要目的是探讨聚酰胺纤维在高分子材料中的应用及其未来的发展前景2. 聚酰胺纤维的分子结构与性能聚酰胺纤维的分子结构对其性能有着决定性的影响其分子链由酰胺单元构成,通过酰胺键连接,这种化学键具有较高的化学稳定性,使得聚酰胺纤维在许多化学环境中都能保持良好的性能此外,聚酰胺纤维分子链上含有大量的极性官能团,如酰胺羰基和酰胺羟基,这些官能团赋予了聚酰胺纤维良好的溶解性和加工性2.1 分子链结构聚酰胺纤维的分子链结构是决定其性能的关键因素分子链的刚性和柔性会影响聚酰胺纤维的机械性能,如强度、模量和韧性等此外,分子链上的官能团还会影响聚酰胺纤维的化学性质,如耐腐蚀性和亲水性等2.2 分子间作用力聚酰胺纤维的分子间作用力主要包括范德华力和氢键作用力范德华力是分子间的瞬时偶极相互作用,它使得聚酰胺纤维具有良好的柔韧性和耐磨性氢键作用力是分子间的较强相互作用,它使得聚酰胺纤维具有良好的热稳定性和耐热性2.3 结晶度聚酰胺纤维的结晶度对其性能也有重要影响结晶度较高时,聚酰胺纤维具有良好的强度和模量,但韧性较差结晶度较低时,聚酰胺纤维具有良好的韧性和可塑性,但强度和模量较低因此,通过控制聚酰胺纤维的结晶度,可以调节其性能,以满足不同应用领域的需求3. 聚酰胺纤维在高分子材料中的应用聚酰胺纤维在高分子材料中的应用非常广泛,主要体现在以下几个领域3.1 纺织聚酰胺纤维在纺织领域中的应用非常广泛,可以制作各种织物、袜子、内衣、运动服等聚酰胺纤维具有良好的弹性和柔软性,以及较好的耐磨性和耐化学性,因此深受消费者喜爱3.2 塑料聚酰胺纤维在塑料领域中的应用也非常广泛,可以制作各种塑料制品,如管材、棒材、片材等聚酰胺纤维具有良好的热稳定性和耐化学性,以及较好的韧性和可塑性,因此被广泛应用于塑料制品的制造中3.3 橡胶聚酰胺纤维在橡胶领域中的应用也日益广泛,可以制作各种橡胶制品,如轮胎、胶管、密封圈等聚酰胺纤维具有良好的弹性和耐磨性,以及较好的耐化学性和热稳定性,因此被广泛应用于橡胶制品的制造中3.4 涂料聚酰胺纤维在涂料领域中的应用也较为广泛,可以用于制作各种涂料聚酰胺纤维具有良好的附着力和耐磨性,以及较好的耐化学性和热稳定性,因此被广泛应用于涂料的制造中3.5 粘合剂聚酰胺纤维在粘合剂领域中的应用也较为广泛,可以用于制作各种粘合剂聚酰胺纤维具有良好的粘合强度和耐化学性,以及较好的耐热性和耐久性,因此被广泛应用于粘合剂的制造中4. 聚酰胺纤维在高分子材料中的未来发展展望随着科学技术的不断进步,聚酰胺纤维在高分子材料中的应用将会更加广泛未来的发展趋势主要集中在以下几个方面4.1 功能性聚酰胺纤维的开发通过在聚酰胺纤维的分子链中引入特定的功能团,可以开发出具有特殊性能的聚酰胺纤维,如导电性、导热性、光敏性等这些功能性聚酰胺纤维将在高分子材料领域中发挥重要作用4.2 聚酰胺纤维的纳米复合材料将聚酰胺纤维与纳米材料进行复合,可以制备出具有优异性能的纳米复合材料例如,聚酰胺纤维与碳纳米管的应用场合1. 纺织行业在纺织行业中,聚酰胺纤维被广泛应用于制作各种织物、袜子、内衣、运动服等其良好的弹性和柔软性使得聚酰胺纤维制品穿着舒适,同时耐磨性和耐化学性使其具有较长的使用寿命2. 塑料行业聚酰胺纤维在塑料行业中的应用也非常广泛,可以制作各种塑料制品,如管材、棒材、片材等其热稳定性和耐化学性使得聚酰胺纤维塑料制品在高温或化学腐蚀环境中保持性能稳定3. 橡胶行业在橡胶行业,聚酰胺纤维被用于制作轮胎、胶管、密封圈等橡胶制品其弹性和耐磨性使得橡胶制品具有较好的力学性能,同时耐化学性和热稳定性保证了橡胶制品在恶劣环境下的使用寿命4. 涂料行业聚酰胺纤维在涂料行业中的应用也较为广泛,可以用于制作各种涂料其良好的附着力和耐磨性使得涂料在各种基材上具有良好的附着性和耐久性5. 粘合剂行业聚酰胺纤维在粘合剂行业中的应用也较为广泛,可以用于制作各种粘合剂其良好的粘合强度和耐化学性使得粘合剂能够在各种材料之间实现强力的粘合注意事项1. 化学稳定性虽然聚酰胺纤维具有较好的化学稳定性,但在特定环境下仍需注意其与某些化学物质的相容性如在某些强酸、强碱或有机溶剂中,聚酰胺纤维的性能可能会发生变化2. 温度敏感性聚酰胺纤维的性能对温度较为敏感,因此在高温环境下使用时,需注意其性能可能发生变化如在高温下,聚酰胺纤维的强度和模量可能会降低,导致性能下降3. 结晶度控制聚酰胺纤维的结晶度对其性能有重要影响在实际应用中,需要根据具体需求调整结晶度,以实现所需性能如在要求高强度和模量的场合,应选择高结晶度的聚酰胺纤维;而在要求高韧性和可塑性的场合,应选择低结晶度的聚酰胺纤维4. 加工条件聚酰胺纤维在加工过程中,需要注意加工条件对其性能的影响如在熔融加工过程中,温度和压力条件会影响聚酰胺纤维的结晶度和分子量,从而影响其性能5. 添加剂选择在制备聚酰胺纤维的过程中,可能会添加各种添加剂以改善其性能如填料、润滑剂、抗氧剂等在选择添加剂时,需考虑其与聚酰胺纤维的相容性以及最终制品的性能要求聚酰胺纤维在高分子材料中的应用广泛,但在实际应用过程中,需要注意其化学稳定性、温度敏感性、结晶度控制、加工条件和添加剂选择等方面的问题,以确保制品的性能和质量。